KR101459798B1

KR101459798B1 - Selective power connecting device and automotive operational apparatus thereof

Info

Publication number: KR101459798B1
Application number: KR1020090119047A
Authority: KR
Inventors: 이동근
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2014-11-07
Also published as: KR20110062349A

Abstract

본 발명은 동력을 발생하는 모터(1)와, 유압을 동력조향장치쪽으로 공급하는 오일펌프(20)와, 공압을 압력충진탱크쪽으로 공급하는 에어컴프레서(40)사이를 유성기어(3)로 연결함으로써, 모터(1)의 동력을 오일펌프(20)와 에어컴프레서(40)로 동시에 분배하는 상태에서 모터출력이 증가될 때, 에어컴프레서(40)쪽에 일정한 토크를 분배하고, 증가된 토크로 오일펌프(20)의 회전수(rpm)를 제어하므로, 풀리(또는 기어)를 이용한 전동식 에어컴프레서 + 오일펌프 구성에서 발생될 수밖에 없는 풀리비(또는 기어비)로 인한 에어컴프레서(40)쪽 문제를 해소하는 특징을 갖는다.The present invention is characterized by connecting a motor 1 for generating power, an oil pump 20 for supplying the hydraulic pressure to the power steering apparatus and an air compressor 40 for supplying the air pressure to the pressure filling tank via the planetary gear 3 Whereby a constant torque is distributed to the air compressor 40 side when the motor output is increased in a state where the power of the motor 1 is simultaneously distributed to the oil pump 20 and the air compressor 40, (Rpm) of the pump 20 is controlled, thereby solving the problem of the air compressor 40 due to the pulley ratio (or the gear ratio) that can be generated in the electric air compressor + oil pump construction using the pulley .

유성기어, 조향펌프, 에어컴프레서 Planetary gear, steering pump, air compressor

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a selective power connecting device and an automotive operational apparatus using the same,

본 발명은 차량의 동력제공장치에 관한 것으로, 특히 선택적 동력연결장치 및 이를 적용한 차량 전장품 운용장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power supply apparatus for a vehicle, and more particularly to an optional power connection apparatus and a vehicle electrical equipment operation apparatus using the same.

일반적으로 차량은 운행을 위해 독립적으로 기능과 작용을 하는 독립된 여러 장치들을 구비한다.Generally, a vehicle has various independent devices that function and operate independently for operation.

일례로, 유압을 사용하는 동력조향장치는 엔진을 통해 구동되는 오일펌프를 필요로 하며, 이러한 오일펌프는 엔진부하를 증가시키게 된다.For example, a power steering system using hydraulic pressure requires an oil pump driven through the engine, which increases the engine load.

또한, 에어브레이크는 고압에어를 충진하기 위한 에어컴프레서를 필요로 하며, 이러한 에어컴프레서도 엔진부하를 증가시키게 된다. In addition, the air brake requires an air compressor to fill the high pressure air, which also increases the engine load.

상기와 같이 차량 전장품들이 각각 독립적으로 작용하고 엔진과 함께 구동됨으로써, 특히 하이브리드 차량이나 전기차량에 적용된 에어컴프레서 경우 에어의 충진여부와 상관없이 엔진구동시 항상 작동되는 비효율성을 갖을 수밖에 없다.As described above, since the vehicle electrical components act independently of each other and are driven together with the engine, there is inevitably an inefficiency that is always operated when the engine is driven irrespective of whether the air compressor is applied to the hybrid vehicle or the electric vehicle.

이와 같은 에어컴프레서의 비효율적인 운용을 해소한 예로서 전동식 에어컴프레서가 있다.An electric air compressor is an example of solving such an inefficient operation of the air compressor.

상기 전동식 에어컴프레서는 엔진구동과 관계없이 에어탱크의 에어충진여부를 고려해 효율적으로 작동시킬 수 있어, 하이브리드 차량이나 전기차에서는 전기차 모드 주행을 위해 필수적으로 갖추어야 하는 전장품이다. The electric air compressor can operate efficiently considering the air filling of the air tank regardless of the driving of the engine. Therefore, the electric air compressor is an electric device which is essential for traveling in an electric car mode in a hybrid vehicle or an electric car.

하지만, 브레이크와 연계되어 운영되는 전동식 에어컴프레서는 하나의 압력(고압)만을 에어탱크로 충진함으로써, 효율이 극히 낮은 조건으로 에어컴프레서를 운용하는 측면이 있다.However, the electric air compressor operated in conjunction with the brake has an aspect in which the air compressor is operated under an extremely low efficiency by filling only one pressure (high pressure) with the air tank.

이는, 저압만으로도 충분히 제동이 가능한 일반적인 제동시에비해 급제동시나 ABS 작동시는 약 8.5bar에서 9.5bar까지 고압공기를 필요로 함으로써, 전동식 에어컴프레서는 낮은 효율구간에서 주로 가동해 에어탱크를 항상 준비된 상태로 만들 수밖에 없다.This requires high pressure air from about 8.5 bar to 9.5 bar during sudden braking or ABS operation, compared to normal braking with low pressure alone, so that the electric air compressor operates mainly in the low efficiency zone and the air tank is always ready I have no choice but to make it.

에어컴프레서는 그 특성상 고압에서의 압축효율은 저압일때에 비해 현저히 떨어지므로, 상기와 같이 낮은 효율 구간가동은 차량의 에너지를 비효율적으로 사용하게하고 연비를 악화시키는 원인이 된다.Since the air compressor has a compression efficiency at a high pressure significantly lower than that at a low pressure, the operation of the low efficiency section causes the energy of the vehicle to be inefficiently used and deteriorate the fuel efficiency.

일례로, 7bar와 10bar에서의 소요동력은 약 20% 정도 차이를 갖는다.For example, the power required at 7 bar and 10 bar is about 20% different.

상기와 같이 에어컴프레서의 낮은 효율 구간가동의 근본적인 원인으로는 급제동시나 ABS 작동시를 위해 하나의 압력(고압)만을 저장하는 에어탱크로 인한다.As described above, the root cause of the operation of the low efficiency section of the air compressor is caused by the air tank storing only one pressure (high pressure) for the sudden braking or ABS operation.

상기와 같은 전동식 에어컴프레서는 엔진구동과 관계없는 독립적인 운용의 장점으로 별도의 전장품과 함께 구성될 수 있으며, 일례로 전동식 에어컴프레서와 동력조향장치의 오일펌프를 병합한 구성이 있다.The electric air compressor described above can be constructed with separate electrical components as an advantage of independent operation independent of engine driving. For example, there is a configuration in which an electric air compressor and an oil pump of a power steering apparatus are combined.

하지만, 상기와 같이 전동식 에어컴프레서 + 오일펌프는 모터를 오일펌프에 직결하고, 풀리로 에어컴프레서를 연결한 구성을 가짐으로써, 필수적으로 요구되는 모터속도제어를 불가능하게 하는 측면이 있게 된다.However, as described above, the electric air compressor + oil pump has a structure in which the motor is directly connected to the oil pump and the air compressor is connected to the pulley, which makes it impossible to control the motor speed which is essentially required.

일례로, 모터는 1000rpm ~ 5000rpm 사이로 작동하고 풀리(또는 기어)는 약 1:2 풀리비를 형성하면, 에어컴프레서쪽은 약 2000rpm ~ 10000rpm에 맞추어야 하지만, 에어컴프레서를 이에 맞출 수 없어 결국, 전동식 에어컴프레서 + 오일펌프 구성에서는 오일펌프에 대한 속도조절이 불가능할 수밖에 없다.For example, if the motor operates between 1000 rpm and 5000 rpm and the pulley (or gear) forms a ratio of about 1: 2 pulley, then the air compressor should be at about 2000 rpm to 10000 rpm, In the compressor + oil pump configuration, it is impossible to adjust the speed to the oil pump.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 전동식 에어컴프레서 + 오일펌프를 구성하면서 양쪽에 대한 동력전달을 유성기어를 이용해 선택적으로 연결해줌으로써, 모터가 에어컴프레서 작동/비작동 시 모두 오일펌프를 효율적으로 제어할 수 있는 선택적 동력연결장치를 제공함에 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a motor-driven air compressor and an oil pump, which are capable of selectively connecting power transmission to both sides using a planetary gear, And it is an object of the present invention to provide an optional power coupling device capable of efficiently controlling a pump.

또한, 본 발명은 모터가 에어컴프레서 작동/비작동 시 모두 오일펌프를 효율적으로 제어할 수 있는 전동식 에어컴프레서 + 오일펌프를 구성함으로써, 오일펌프를 유압동력조향장치로 연결하고 에어컴프레서를 브레이크 에어탱크쪽으로 연결해 차량 에너지효율을 보다 높일 수 있는 선택적 동력연결장치를 적용한 차량전장품 운용장치를 제공함에 목적이 있다. In addition, the present invention constitutes an electric air compressor + oil pump capable of efficiently controlling the oil pump both when the motor operates the air compressor and when the motor is not operated, thereby connecting the oil pump to the hydraulic power steering device, The present invention is directed to a vehicle electrical equipment operation apparatus using an optional power connection apparatus which can increase the energy efficiency of a vehicle by connecting the vehicle to a vehicle.

또한, 본 발명은 모터로 오일펌프를 함께 구동하는 전동식 에어컴프레서쪽 에어탱크를 저압과 고압 이중구조로 적용하고, ABS를 사용하는 급제동시에만 고압 공기를 제동에 이용함으로써, 낮은 압축효율 구간가동을 피해 차량의 효율적인 에너지사용으로 연비를 높일 수 있는 선택적 동력연결장치를 적용한 차량전장품 운용장치를 제공함에 목적이 있다. In addition, the present invention applies a low pressure and high pressure double structure to an electric air compressor side air tank for driving an oil pump together with a motor, and utilizes high pressure air for braking only at a time of using the ABS to perform low compression efficiency operation An object of the present invention is to provide a vehicle electrical equipment operation apparatus using an optional power connection device capable of increasing fuel economy by using energy efficiently from a damaged vehicle.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 선택적 동력연결장치가 동력을 발생하는 모터와, 상기 모터를 통해 회전되는 유성기어를 갖춘 동력원유닛과;According to another aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus comprising: a power source unit having a motor for generating power by an optional power connection device and a planetary gear rotated through the motor;

상기 모터구동시, 상기 유성기어를 통해 상기 모터 회전력을 항상 전달받는 펌프와;A pump that receives the rotation of the motor through the planetary gear at all times when the motor is driven;

상기 모터구동시, 고정클러치가 상기 유성기어쪽을 구속하지않은 상태에서만 상기 모터 회전력을 전달받는 컴프레서;A compressor that receives the motor rotational force only when the fixed clutch does not restrain the planetary gear at the time of driving the motor;

를 포함해 구성한 것을 특징으로 한다.And a control unit.

상기 유성기어는 모터축에 고정된 캐리어와, 상기 캐리어에 결합되어 회전되는 적어도 1개 이상의 위성기어와, 펌프쪽으로 회전력을 전달하도록 상기 위성기어와 외접된 선기어와, 상기 위성기어를 내접하고, 고정클러치를 통해 구속되고 해제되는 링기어로 구성한다.Wherein the planetary gear includes at least one carrier fixed to a motor shaft, at least one satellite gear coupled to the carrier and rotated, a sun gear circumscribed by the carrier to transmit rotational force to the pump, And a ring gear which is restrained and released through the clutch.

상기 펌프는 동력조향장치쪽으로 유압을 공급하는 오일펌프이고, 상기 컴프레서는 에어탱크쪽으로 공압을 충진시키는 에어컴프레서이다. The pump is an oil pump for supplying oil pressure to the power steering apparatus, and the compressor is an air compressor for pumping air pressure toward the air tank.

또한, 본 발명은 선택적 동력연결장치를 적용한 차량 전장품 운용장치가 모터를 통해 회전되는 유성기어와; The present invention also relates to a planetary gear system, comprising: a planetary gear, in which a vehicle electrical component operating apparatus to which an optional power connection apparatus is applied is rotated through a motor;

상기 모터구동으로 회전되는 유성기어를 통해 항상 회전되는 오일펌프와; An oil pump always rotating through the planetary gear rotated by the motor drive;

상기 오일펌프 구동시 발생된 유압을 받는 동력조향장치와; A power steering apparatus that receives the hydraulic pressure generated when the oil pump is driven;

상기 모터구동으로 회전되는 유성기어쪽의 구속을 해제하면, 상기 유성기어의 회전력을 전달받는 고정클러치를 구비한 에어컴프레서와; An air compressor having a fixed clutch for receiving the rotational force of the planetary gear when the constraint on the planetary gear rotated by the motor is released;

상기 에어컴프레서 구동시 발생된 압축공기를 저압과 고압으로 구분해 충진하고, 제동시 저장된 저압과 고압을 제동장치쪽으로 공급하는 이중에어탱크;A double air tank that divides the compressed air generated when the air compressor is driven into a low pressure and a high pressure to supply the low pressure and the high pressure stored in braking to the braking device;

을 포함한 것을 특징으로 한다. .

상기 이중에어탱크는 에어컴프레서에서 인출된 에어충전라인이 연결된 고압탱크와, 상기 에어충전라인에서 분기된 분기라인이 연결되고, 상기 고압탱크와 서로 연결되지 않은 저압탱크를 모두 갖추고, 상기 에어충전라인과 분기라인에는 압력조절밸브를 설치한다. The double air tank includes a high pressure tank connected to an air filling line drawn out from an air compressor, a branch line branched from the air filling line, and a low pressure tank not connected to the high pressure tank, And a pressure control valve is installed in the branch line.

상기 고압탱크가 이중에어탱크에서 점유하는 압축공기충진부피는 상기 저압탱크가 점유하는 압축공기충진부피에 비해 작게 형성한다. The compressed air filling volume occupied by the high pressure tank in the double air tank is formed to be smaller than the compressed air filling volume occupied by the low pressure tank.

상기 고압탱크에는 제동장치쪽으로 이어진 고압배출라인을 연결하고, 상기 고압배출라인에는 고압밸브를 설치하고, 상기 저압탱크에는 제동장치쪽으로 이어진 저압배출라인을 연결하고, 상기 저압배출라인에는 상기 고압탱크쪽 고압압축공기가 역류되지 못하도록 체크밸브를 설치한다.Pressure discharge line is connected to the high-pressure tank, a high-pressure discharge line is connected to the high-pressure discharge line, a low-pressure discharge line connected to the braking device is connected to the low-pressure tank, Install a check valve to prevent high pressure compressed air from flowing backward.

이러한 본 발명에 의하면, 모터가 유성기어를 이용해 효율적으로 제어하는 오일펌프와 함께 전동식 에어컴프레서를 구성하므로, 전동식 에어컴프레서와 오일펌프 운영 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.According to the present invention, since the electric motor type air compressor is constituted together with the oil pump which efficiently controls the motor using the planetary gear, it has the effect of improving the operation performance of the electric air compressor and the oil pump.

모터가 유성기어를 이용해 효율적으로 제어하는 오일펌프를 유압동력조향장치로 연결하고, 에어컴프레서를 브레이크 에어탱크쪽으로 연결해 차량전장품 운용장치를 구성하므로, 차량 에너지효율을 보다 높일 수 있는 효과도 갖는다.An oil pump that is efficiently controlled by a motor using a planetary gear is connected by a hydraulic power steering device and an air compressor is connected to a brake air tank to constitute a vehicle electrical equipment operation device.

상기 전동식 에어컴프레서쪽 에어탱크를 저압과 분리한 고압이중구조로 하고, 고압공기를 ABS를 사용하는 급제동시에만 이용하므로, 낮은 압축효율 구간가동을 피한 에어컴프레서운용으로 차량의 효율적인 에너지사용에 따른 연비향상도 가져오는 효과도 갖는다.Since the high pressure double structure in which the air tank of the electric air compressor side is separated from the low pressure is used and the high pressure air is used only at the time of using the ABS using the air supply unit, It also has an effect of improving the performance.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.

도 1은 본 발명에 따른 선택적 동력연결장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 선택적 동력연결장치는 ECU(70)의 제어로 동력을 발생하는 동력원유닛(10)과, 상기 동력원유닛(10)에서 발생된 회전력을 항상 전달받는 펌프와, 고정클러치(8)를 통해 상기 동력원유닛(10)에서 발생된 회전력을 선택적 전달받는 컴프레서로 구성한다.1 is a configuration diagram of an optional power coupling apparatus according to the present invention. The power coupling apparatus of the present invention includes a power source unit 10 that generates power under the control of an ECU 70, 10, and a compressor that receives the rotational force generated by the power source unit 10 through the fixed clutch 8 selectively.

본 실시예에서 상기 동력원유닛(10)은 모터(1)와, 상기 모터(1)의 모터축(2)에 연결되어 모터(1)의 회전력을 펌프쪽으로 항상 전달하고, 고정클러치(8)를 통해 컴프레서쪽으로는 모터(1)의 회전력을 선택적 전달하는 유성기어(3)로 구성한다.The power source unit 10 is connected to the motor shaft 2 of the motor 1 so as to always transmit the rotational force of the motor 1 to the pump side and the fixed clutch 8 And a planetary gear 3 for selectively transmitting the rotational force of the motor 1 to the compressor.

본 실시예에서 상기 유성기어(3)는 모터축(2)을 통해 모터(1)의 회전력을 전달받아 회전되고, 회전될 때 모터(1)의 회전력은 펌프쪽으로 항상 전달되지만, 컴프레서쪽으로는 고정클러치(8)를 통해서만 회전력을 전달받는다.In the present embodiment, the planetary gear 3 is rotated by receiving the rotational force of the motor 1 through the motor shaft 2, and when the rotation is transmitted, the rotational force of the motor 1 is always transmitted to the pump. However, The torque is transmitted through the clutch 8 only.

이를 위해, 상기 유성기어(3)는 모터축(2)에 고정된 캐리어(6)와, 상기 캐리어(6)에 결합되어 회전되는 적어도 1개 이상의 위성기어(5)와, 펌프쪽으로 회전력을 전달하도록 상기 위성기어(5)와 외접된 선기어(4)와, 상기 위성기어(5)를 내접하고, 고정클러치(8)를 통해 구속된 링기어(7)로 구성한다.The planetary gear 3 includes a carrier 6 fixed to the motor shaft 2, at least one satellite gear 5 coupled to the carrier 6 and rotated, A sun gear 4 circumscribed with the satellite gear 5 and a ring gear 7 interposed between the sun gear 5 and the stationary clutch 8 to constitute the sun gear 5.

상기 위성기어(5)는 3개로 구성한다.The satellite gear 5 is composed of three.

상기 고정클러치(8)는 링기어(7)를 잡아 모터(1)를 통한 링기어(7)의 회전을 차단하지만, 컴프레서 구동시 링기어(7)의 구속을 풀어 모터(1)의 회전력을 컴프레서쪽으로 전달하는 작용을 한다.The fixed clutch 8 holds the ring gear 7 to block the rotation of the ring gear 7 via the motor 1 but releases the restraint of the ring gear 7 when the compressor is driven, To the compressor.

본 실시예에서 상기 펌프는 동력조향장치(30)쪽으로 유압을 공급하는 오일펌 프(20)이고, 상기 컴프레서는 공압충전유닛(50)을 이루는 에어탱크쪽으로 공압을 충진시키는 에어컴프레서(40)이다.In the present embodiment, the pump is an oil pump 20 for supplying oil pressure to the power steering apparatus 30, and the compressor is an air compressor 40 for filling a pneumatic pressure toward the air tank constituting the pneumatic filling unit 50 .

도 2는 본 발명에 따른 선택적 동력연결장치의 작동을 나타낸다.Figure 2 shows the operation of an optional power connection device according to the invention.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서 모터(1)의 회전력을 항상 전달받는 펌프는 동력조향장치(30)쪽으로 유압을 공급하는 오일펌프(20)이고, 모터(1)의 회전력을 고정클러치(8)를 통해 선택적으로 전달받는 컴프레서는 공압충전유닛(50)을 이루는 에어탱크쪽으로 공압을 충진시키는 에어컴프레서(40)로 구성한다.As shown in the figure, in the present embodiment, the pump that always receives the rotational force of the motor 1 is an oil pump 20 that supplies the hydraulic pressure to the power steering apparatus 30 side. The rotational force of the motor 1 is transmitted to the fixed clutch 8 ) Is composed of an air compressor (40) for filling the air pressure toward the air tank constituting the pneumatic filling unit (50).

본 실시예에서는 모터(1)가 구동되면, 에어컴프레서(40)가 작동되더라도 오일펌프(20)는 항상 작동된다.In this embodiment, when the motor 1 is driven, the oil pump 20 is always operated even if the air compressor 40 is operated.

고정클러치(8)를 작동시키지 않은 상태에서 ECU(70)로 모터(1)가 구동되면, 오일펌프(20)만 작동된다.When the motor 1 is driven by the ECU 70 in a state where the fixed clutch 8 is not operated, only the oil pump 20 is operated.

즉, 모터(1)의 회전력은 모터축(2)에 고정된 캐리어(6)로 전달되어 위성기어(5)를 회전시키고, 상기 위성기어(5)의 회전으로 외접된 선기어(4)가 회전됨으로써, 선기어(4)에 연결된 축이 회전되어 오일펌프(20)를 구동하여 동력조향장치(30)쪽으로 유압을 공급한다.That is, the rotational force of the motor 1 is transmitted to the carrier 6 fixed to the motor shaft 2 to rotate the satellite gear 5, and the sun gear 4 circumscribed by the rotation of the satellite gear 5 rotates The shaft connected to the sun gear 4 is rotated to drive the oil pump 20 to supply the oil pressure to the power steering apparatus 30. [

이때, 링기어(7)는 고정클러치(8)의 작용으로 회전되지 않으므로, 링기어(7)와 에어컴프레서(40)간 회전은 차단된다.At this time, since the ring gear 7 is not rotated by the action of the fixed clutch 8, the rotation between the ring gear 7 and the air compressor 40 is interrupted.

이러한 상태에서 상기 오일펌프(20)의 속도를 조절하려면, 차량의 속도와 회전각에 따라 모터(1)의 회전속도만 조정함으로써 간단히 구현된다.To adjust the speed of the oil pump 20 in this state, it is simply implemented by adjusting only the rotational speed of the motor 1 in accordance with the speed and the rotation angle of the vehicle.

하지만, 모터(1)구동시 고정클러치(8)가 연결되면, 선기어(4)를 통해 오일펌 프(20)가 구동되고, 링기어(7)를 통해 에어컴프레서(40)도 함께 구동된다.However, when the fixed clutch 8 is connected when the motor 1 is driven, the oil pump 20 is driven through the sun gear 4, and the air compressor 40 is also driven through the ring gear 7. [

즉, 모터축(2)에 고정된 캐리어(6)가 모터(1)의 회전력을 전달받으면, 위성기어(5)에 외접된 선기어(4)의 회전으로 오일펌프(20)가 구동되고, 함께 회전되는 링기어(7)쪽에 연결된 고정클러치(8)가 링기어(7)를 구속하지 않아 에어컴프레서(40)를 구동할 수 있게 된다.That is, when the carrier 6 fixed to the motor shaft 2 receives the rotational force of the motor 1, the oil pump 20 is driven by the rotation of the sun gear 4 circumscribed to the satellite gear 5, The fixed clutch 8 connected to the rotating ring gear 7 does not arrest the ring gear 7, so that the air compressor 40 can be driven.

상기와 같이 모터(1)의 동력이 오일펌프(20)와 에어컴프레서(40)로 분배되고, 상기 에어컴프레서(40)에는 일정량의 토크가 지속적으로 작용된다.As described above, the power of the motor 1 is distributed to the oil pump 20 and the air compressor 40, and a constant amount of torque is continuously applied to the air compressor 40.

이러한 상태에서 모터(1)의 출력을 높이면, 유성기어(3)의 작용으로 모터(1)의 증가된 출력은 오일펌프(20)로 전달되므로, 별도로 추가되는 장치없이 일정한 토크로 에어컴프레서(40)를 작동시키면서 동시에 오일펌프(20)의 회전수(rpm)를 조정할 수 있게 된다. When the output of the motor 1 is increased in this state, the increased output of the motor 1 is transmitted to the oil pump 20 by the action of the planetary gear 3, so that the air compressor 40 (Rpm) of the oil pump 20 can be adjusted while operating the oil pump 20.

본 실시예에서는 상기와 같은 작용을 구현함으로써, 풀리(또는 기어)를 이용한 전동식 에어컴프레서 + 오일펌프 구성에서 발생될 수밖에 없는 풀리비(또는 기어비)로 인한 에어컴프레서쪽 문제를 해소할수 있게 된다.In this embodiment, by solving the above-mentioned problems, it is possible to solve the problem of the air compressor due to the pulley ratio (or the gear ratio), which must be generated in the construction of the electric air compressor + oil pump using the pulley (or gear).

오일펌프(20)와 에어컴프레서(40)가 함께 작동되다 에어컴프레서(40)가 정지되면, 링기어(7)에 연결된 고정클러치(8)가 작동되어 링기어(7)를 고정함으로써, 모터(1)쪽 동력은 오일펌프(20)로만 전달된다.When the oil pump 20 and the air compressor 40 are operated together and the air compressor 40 is stopped, the fixed clutch 8 connected to the ring gear 7 is actuated to fix the ring gear 7, 1) side power is transmitted to the oil pump 20 only.

본 실시예와 같이 모터(1)의 동력을 유성기어(3)로 오일펌프(20)와 에어컴프레서(40)에 분배하는 유성기어식 선택적 동력연결장치는 특히, 차량에 적용될 때 우수한 장점을 갖는다.The planetary gear type selective power coupling apparatus that distributes the power of the motor 1 to the oil pump 20 and the air compressor 40 via the planetary gear 3 as in the present embodiment has an excellent advantage when applied to a vehicle in particular.

도 3은 본 실시예에 따른 선택적 동력연결장치를 적용한 동력조향장치와, 제동장치쪽 구성도를 나타낸다.Fig. 3 shows a configuration of a power steering apparatus to which an optional power connection apparatus according to the present embodiment is applied, and a braking apparatus.

도시된 바와 같이, 모터(1)와 유성기어(3)를 갖춘 동력원유닛(10)이 동력조향장치(30)쪽으로 유압을 공급하는 오일펌프(20)와, 급제동에 따른 ABS 작동시 고압을 제동장치(60)로 공급하는 공압충전유닛(50)에 공압을 충진시키는 에어컴프레서(40)와 함께 구성된다.As shown in the figure, the power unit 10 including the motor 1 and the planetary gear 3 includes an oil pump 20 for supplying hydraulic pressure to the power steering system 30, Is configured with an air compressor (40) for pumping air pressure to a pneumatic charging unit (50) for supplying to the device (60).

본 실시예에서 동력조향장치(30)와 오일펌프(20)간 유압라인은 기존 차량에 적용된 유압회로이며, 공압충전유닛(50)과 제동장치(60)간 공압라인도 기존 차량에 적용된 공압회로와 동일한 구성을 갖는다.The hydraulic line between the power steering apparatus 30 and the oil pump 20 is a hydraulic circuit applied to the existing vehicle and the pneumatic line between the pneumatic charging unit 50 and the braking apparatus 60 is also a pneumatic circuit .

하지만, 공압충전유닛(50)을 구성하며 에어컴프레서(40)를 통해 공압이 충진되는 에어탱크는 고압과 저압을 함께 충진하는 이중에어탱크(51)로 구성하고, 에어컴프레서(40)와 이중에어탱크(51)로 이어지는 공압라인도 달리 구성한다.However, the air tank constituting the pneumatic filling unit 50 and filled with the air pressure through the air compressor 40 is composed of the double air tank 51 for filling both the high pressure and the low pressure, and the air compressor 40, The pneumatic line leading to the tank 51 is also configured differently.

즉, 에어컴프레서(40)에서 인출된 에어충전라인(52)은 이중에어탱크(51)쪽에서 분기라인(52a)을 가지며, 상기 에어충전라인(52)이 이중에어탱크(51)의 고압탱크(51b)쪽으로 이어지고, 상기 분기라인(52a)은 이중에어탱크(51)의 저압탱크(51a)쪽으로 이어진다.That is, the air filling line 52 drawn out from the air compressor 40 has a branch line 52a at the double air tank 51 side and the air filling line 52 is connected to the high pressure tank 51b, and the branch line 52a leads to the low-pressure tank 51a of the double air tank 51. The low-

상기 저압탱크(51a)는 이중에어탱크(51)의 전체중 약 80%이상이고, 상기 고압탱크(51b)는 전체중 약 20%이하로 구성하며, 고압탱크(51b)에는 약 9bar의 고압만을 저장하고, 저압탱크(51a)에는 약 7bar의 저압만을 저장한다.The low pressure tank 51a is at least about 80% of the total of the double air tank 51 and the high pressure tank 51b is about 20% or less of the total pressure. In the high pressure tank 51b, And stores only a low pressure of about 7 bar in the low-pressure tank 51a.

상기 에어충전라인(52)과 분기라인(52a)에는 압력조절밸브(53)를 설치해줌으 로써, 충진시 분기라인(52a)쪽 통로를 막아 에어컴프레서(40)에서 생성된 압축공기를 먼저 고압탱크(51b)에 채우고 난 후, 에어충전라인(52)쪽 통로를 막고 분기라인(52a)쪽 통로를 열어 저압탱크(51a)를 채우도록 한다.A pressure regulating valve 53 is installed in the air filling line 52 and the branch line 52a to block the passage on the side of the branch line 52a at the time of filling so as to compress the compressed air generated in the air compressor 40, After filling the tank 51b, the passage toward the air charge line 52 is closed and the passage toward the branch line 52a is opened to fill the low pressure tank 51a.

상기 이중에어탱크(51)는 저압탱크(51a)쪽 압축공기는 정상적인 제동시 사용하고, 약 9bar인 고압탱크(51b)쪽 압축공기는 급제동으로 ABS가 작동될 때 제동장치(60)로 공급한다.The double air tank 51 is used for normal braking on the side of the low pressure tank 51a and the compressed air on the side of the high pressure tank 51b of about 9 bar is supplied to the braking device 60 when the ABS is actuated by sudden braking .

이를 위해, 상기 저압탱크(51a)와 제동장치(60)는 저압배출라인(56)으로 연결되고, 고압탱크(51b)와 제동장치(60)는 고압배출라인(54)으로 연결된다.The low pressure tank 51a and the braking device 60 are connected to the low pressure discharge line 56 and the high pressure tank 51b and the braking device 60 are connected to the high pressure discharge line 54. [

상기 고압배출라인(54)에는 ECU(70)제어되는 고압밸브(55)를 설치해 급제동으로 ABS가 작동될 때 열림으로써, 약 9bar 압축공기를 제동장치(60)로 공급한다.The high pressure discharge line 54 is provided with a high pressure valve 55 controlled by the ECU 70 and is opened when the ABS is actuated by sudden braking to supply compressed air to the braking device 60 at about 9 bar.

상기 저압배출라인(56)쪽에는 체크밸브(57)를 설치하며, 상기 체크밸브(57)는 저압탱크(51a)쪽 저압압축공기를 제동장치(60)쪽으로 배출하지만, 고압배출라인(54)을 통해 빠져나간 고압 압축공기가 저압탱크(51a)쪽으로 유입되지 못하도록 한다.The check valve 57 is disposed on the low pressure discharge line 56. The check valve 57 discharges the low pressure compressed air from the low pressure tank 51a toward the braking device 60. The high pressure discharge line 54, Pressure tank 51a to the outside of the low-pressure tank 51a.

도 4는 본 실시예에 따른 선택적 동력연결장치가 적용된 상태에서 급제동시ABS 작동에 대한 고압공기흐름을 나타낸다.FIG. 4 shows the high-pressure air flow for the ABS operation at the time of sudden braking in the state where the optional power connection device according to the present embodiment is applied.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이중에어탱크(51)를 이루는 저압탱크(51a)에 약 7bar 압축공기와, 고압탱크(51b)에 약 9bar 압축공기가 충진된 상태에서 급제동에 따른 ABS작동여부를 판단한다.As shown in the figure, when the low pressure tank 51a constituting the double air tank 51 according to the present embodiment is filled with the compressed air of about 7 bar and the compressed air of about 9 bar is filled in the high pressure tank 51b, .

ABS작동이 없으면, 고압탱크(51b)를 닫고 저압탱크(51a)쪽 저압압축공기를 제동장치(60)쪽으로 공급한다.When there is no ABS operation, the high-pressure tank 51b is closed and the low-pressure compressed air to the low-pressure tank 51a is supplied to the braking device 60 side.

하지만, ABS작동이 이루어지면 고압밸브(55)를 열어 약 9bar 압축공기를 제동장치(60)로 공급해 제동을 구현하며, 이때 고압탱크(51b)쪽 고압압축공기는 제동시 모두 소모한다.However, when the ABS operation is performed, the high-pressure valve 55 is opened to supply compressed air to the braking device 60 to realize the braking. At this time, the high-pressure compressed air toward the high-pressure tank 51b is consumed at the time of braking.

상기와 같이 고압공기를 모두 소진한 후 차량제동이 완료되지 않으면, 저압탱크(51a)쪽 약 7bar 저압압축공기를 제동장치(60)를 보내 저압제동을 구현하면서 차량을 정지시킨다.If the vehicle braking is not completed after exhausting all the high-pressure air as described above, low-pressure compressed air of about 7 bar toward the low-pressure tank 51a is sent to the braking device 60 to stop the vehicle while implementing low-pressure braking.

도 5는 본 발명에 따른 선택적 동력연결장치가 적용된 상태에서 이중에어탱크로 압축공기를 충전하는 작동도이다.FIG. 5 is an operation diagram for filling compressed air with a dual air tank in a state where an optional power connection apparatus according to the present invention is applied.

도시된 바와 같이, 모터(1)의 구동으로 유성기어(3)가 회전되면, 선기어(4)의 회전으로 오일펌프(20)가 구동되고 동시에 링기어(7)를 구속하지 않은 고정클러치(8)의 작용으로 링기어(7)가 에어컴프레서(40)를 구동한다.As shown in the figure, when the planetary gear 3 is rotated by driving the motor 1, the oil pump 20 is driven by the rotation of the sun gear 4 and the fixed clutch 8 The ring gear 7 drives the air compressor 40.

이때, 압력조절밸브(53)는 분기라인(52a)쪽 통로를 막고 에어충전라인(52)을 열어준 상태이다.At this time, the pressure regulating valve 53 closes the passage on the side of the branch line 52a and opens the air filling line 52.

에어컴프레서(40)가 구동되어 발생된 압축공기는 에어충전라인(52)을 통해 압력조절밸브(53)쪽으로 흘러가고, 압력조절밸브(53)쪽으로 유입된 압축공기는 압력조절밸브(53)의 작용으로 막힌 분기라인(52a)쪽이 연결된 저압탱크(51a)로 유입되지 않고 모두 고압탱크(51b)로 유입된다.The compressed air generated by the operation of the air compressor 40 flows to the pressure regulating valve 53 through the air filling line 52 and the compressed air flowing into the pressure regulating valve 53 flows into the pressure regulating valve 53 The branched branch line 52a is not introduced into the connected low pressure tank 51a but flows into the high pressure tank 51b.

고압탱크(51b)가 약 9bar 압축공기로 모두 충진되면, 압력조절밸브(53)는 에어충전라인(52)쪽 통로를 막고 분기라인(52a)쪽 통로를 열어줌으로써, 저압탱 크(51a)에도 약 7bar 압축공기가 채워지게 된다.When the high-pressure tank 51b is filled with the compressed air at about 9 bar, the pressure regulating valve 53 closes the passage on the side of the air charge line 52 and opens the passage on the branch line 52a, Compressed air will be filled at about 7 bar.

이어, 이중에어탱크(51)를 이루는 저압탱크(51a)와 고압탱크(51b)를 압축공기로 모두 채운 후에는 모터(1)를 정지해 에어컴프레서(40)를 정지시키거나, 또는 모터(1)가 구동된 상태에서 고정클러치(8)로 유성기어(3)의 링기어(7)를 구속해 에어컴프레서(40)를 정지시켜준다.After the low pressure tank 51a and the high pressure tank 51b constituting the double air tank 51 are filled with compressed air, the motor 1 is stopped to stop the air compressor 40, or the motor 1 The ring gear 7 of the planetary gear 3 is restrained by the fixed clutch 8 and the air compressor 40 is stopped.

도 1은 본 발명에 따른 선택적 동력연결장치의 구성도1 is a schematic diagram of an optional power coupling apparatus according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 선택적 동력연결장치의 한쪽동력 전달도Fig. 2 is a diagram showing one power transmission diagram of an optional power coupling apparatus according to the present invention; Fig.

도 3은 본 발명에 따른 선택적 동력연결장치를 적용한 차량 전장품 운용장치 구성도3 is a block diagram of a vehicle electrical equipment operating apparatus to which an optional power connecting apparatus according to the present invention is applied

도 4는 본 발명에 따른 선택적 동력연결장치가 적용된 상태에서 급제동시 고압공기흐름도 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the high-pressure air flow rate

도 5는 본 발명에 따른 선택적 동력연결장치가 적용된 상태에서 에어탱크쪽 고압공기충전흐름도FIG. 5 is a flow chart of the high-pressure air charging flow toward the air tank in a state in which the selective power connecting apparatus according to the present invention is applied.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> Description of the Related Art

1 : 모터 2 : 모터축1: Motor 2: Motor shaft

3 : 유성기어 4 : 선기어3: planetary gear 4: sun gear

5 : 위성기어 6: 캐리어5: Satellite gear 6: Carrier

7 : 링기어 8 : 고정클러치7: Ring gear 8: Fixed clutch

10 : 동력원유닛 20 : 오일펌프10: power source unit 20: oil pump

30 : 동력조향장치 40 : 에어컴프레서30: Power steering device 40: Air compressor

50 : 공압충전유닛 51 : 이중에어탱크50: Pneumatic charging unit 51: Double air tank

52 : 에어충전라인 52a : 분기라인52: Air charging line 52a: Branch line

53 : 압력조절밸브 54 : 고압배출라인53: Pressure regulating valve 54: High pressure discharge line

55 : 고압밸브 56 : 저압배출라인55: high pressure valve 56: low pressure discharge line

57 : 체크밸브 60 : 제동장치57: Check valve 60: Braking device

70 : ECU70: ECU

Claims

A power source unit having a motor that generates power and a planetary gear that is rotated through the motor;

A pump that receives the rotation of the motor through the planetary gear at all times when the motor is driven;

A compressor that receives the motor rotational force only when the fixed clutch does not restrain the planetary gear at the time of driving the motor;

Wherein the power transmission device comprises an electric power transmission device.

The planetary gear set according to claim 1, wherein the planetary gear includes at least one carrier fixed to the motor shaft, at least one satellite gear coupled to the carrier and rotated, a sun gear circumscribed with the satellite gear to transmit a rotational force to the pump, And a ring gear which is held and released via a fixed clutch.

The selective power coupling apparatus of claim 1, wherein the pump is an oil pump for supplying hydraulic pressure to the power steering apparatus, and the compressor is an air compressor for pumping air pressure toward the air tank.

A planetary gear rotated through a motor;

An oil pump always rotating through the planetary gear rotated by the motor drive;

A power steering apparatus that receives the hydraulic pressure generated when the oil pump is driven;

An air compressor having a fixed clutch for receiving the rotational force of the planetary gear when the constraint on the planetary gear rotated by the motor is released;

A double air tank that divides the compressed air generated when the air compressor is driven into a low pressure and a high pressure to supply the low pressure and the high pressure stored in braking to the braking device;

And a control unit for controlling the operation of the vehicle.

The double air tank according to claim 4, wherein the double air tank includes a high pressure tank connected to an air filling line drawn out from an air compressor, a branch line branched from the air filling line, and a low pressure tank not connected to the high pressure tank , And a pressure regulating valve is installed in the air charge line and the branch line.

[6] The apparatus according to claim 5, wherein the compressed air filling volume occupied by the high pressure tank in the double air tank is formed to be smaller than the compressed air filling volume occupied by the low pressure tank.

The apparatus according to claim 5, wherein a high-pressure discharge line connected to the braking device is connected to the high-pressure tank, and a high-pressure valve is provided to the high-pressure discharge line.

The selective power connecting apparatus according to claim 5, wherein a low-pressure discharge line connected to the braking device is connected to the low-pressure tank, and a check valve is provided in the low-pressure discharge line such that the high- Applied vehicle electrical equipment operating device.